СНИЖЕНИЕ СИЛЫ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ВЫДАВЛИВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ТИПА СТАКАНОВ СО СТУПЕНЧАТЫМИ ПОЛОСТЯМИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

УДК 621.777.24

СНИЖЕНИЕ СИЛЫ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ВЫДАВЛИВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ТИПА СТАКАНОВ СО СТУПЕНЧАТЫМИ ПОЛОСТЯМИ

А.М. Дмитриев, Н.В. Коробова

В статье исследована зависимость величины деформирующей силы от конструкции и формы полости матрицы штампа. Представлены результаты экспериментальных исследований различия силы выдавливания заготовок гладкими и ступенчатыми пуансонами в неподвижно закрепленной и в освобожденной от крепления, так называемой, плавающей матрице. Установлена зависимость величины удельной силы на ступенчатом пуансоне от длины участка пуансона до ступени.

Ключевые слова: холодная штамповка, выдавливание, стаканы со ступенчатыми полостями.

В машиностроении применяют детали типа стаканов, имеющих цилиндрические внешнюю поверхность и осевую ступенчатую полость. При производстве таких деталей эффективна операция холодного их выдавливания из сплошных цилиндрических заготовок. Она позволяет повысить достигаемый комплекс механических характеристик деталей, реализовать практически безотходное производство, повысить производительность и культуру труда [1-4].

Область применения рассматриваемой прогрессивной технологии ограничена большой величиной удельной силы (усредненной величины осевого напряжения), которую необходимо создавать на рабочем торце пуансона. При холодном выдавливании гладкими (не имеющими ступеней) пуансонами величина удельной силы 2500 МПа считается предельно допустимой с позиций рациональности процесса для пуансонов, изготовленных из быстрорежущих сталей: Р9, Р18, Р6М5. Для пуансонов из сталей Х12Ф1, Х12М предельно допустимой с позиций рациональности процесса удельной силой считается величина 2200 МПа [5-9].

Штамповка обратным выдавливанием ступенчатым пуансоном, по сравнению с выдавливанием каждого участка полости гладким пуансоном соответствующего диаметра, имеет не только преимущества в обеспечении строгой соосности между собой участков полости и в сокращении количества

289

штамповочных операций, но и недостаток. Существующий недостаток заключается в увеличении удельной деформирующей силы выдавливания, что связано с изменениями направления течения металла и взаимным влиянием потоков деформируемого материала из-под торца пуансона вверх и от торца ступени вниз. Напомним, что удельная сила определяется как частное от деления деформирующей заготовку силы на площадь поперечного сечения пуансона на уровне его калибрующего выдавливаемую полость детали пояска. При увеличенной деформирующей силе, ступенчатый пуансон испытывает концентрацию напряжений: силовую - на участке между торцом пуансона и торцом ступени и геометрическую - в галтели под ступенью. Вследствие сказанного, сопротивление ступенчатого пуансона усталости существенно ниже, чем у гладких пуансонов, выдавливающих отдельные участки полости при применении указанного выше альтернативного технологического процесса [10, 11].

Также сужается область материалов, заготовки из которых можно выдавливать ступенчатыми пуансонами при обеспечении достаточно высокого сопротивления таких пуансонов усталости.

Следовательно, при выборе рационального технологического маршрута производства холодным выдавливанием стаканов со ступенчатыми полостями следует проводить технико-экономические расчеты для каждого конкретного изделия. Учитывают количество задействованного производственного оборудования, занятых площадей, количество обслуживающего их персонала, стоимость пуансонов и т.п. Для проведения такого сопоставления необходимо знание сопротивления гладких и ступенчатых пуансонов усталости, зависящего от величин удельных деформирующих сил при выдавливании заготовок рассматриваемыми пуансонами. Определение таких сил уже описано в предшествующих работах авторов данной статьи [813].

Методика экспериментальных исследований, штамповый инструмент. В предшествующих работах не исследована зависимость величины деформирующей заготовку силы от конструкции и формы полости матрицы штампа, не проводилось экспериментальное исследование различия силы выдавливания заготовок гладкими и ступенчатыми пуансонами в неподвижно закрепленной и в освобожденной от крепления, так называемой, плавающей матрице. Также недостаточно полно иследовалась зависимость величины удельной силы на ступенчатом пуансоне от длины участка пуансона до ступени. Данная статья восполняет указанные недостатки предыдущих работ. Названные выше задачи исследования, в данной статье, авторы решили экспериментальным методом.

Экспериментальный штамп показан на рис. 1. Комплект сменного инструмента к нему приведен на рис. 2. Штамп состоит из матрицы 1 и набора пуансонов 2. Деформируемая заготовка 3 опирается на выталкиватель 4.

Под действием напряжений контактного трения на наружной поверхности выдавливаемой заготовки матрица показанного на рис. 1 штампа перемещается в направлении течения металла.

Рис. 1. Экспериментальный штамп

Для оценки снижения деформирующей силы при выдавливании в плавающей матрице, по сравнению с выдавливанием в неподвижной матрице, проведен эксперимент с закреплением матрицы. Закрепление осуществлено с помощью устройства, показанного на рис. 3.

Рис. 2. Комплект инструмента для эксперимента

Рис. 3. Устройство для закрепления матрицы от ее осевого перемещения по отношению к выталкивателю

В этом устройстве между фланцами 1 и 4 посредством стяжных шпилек 3-5-6 зажата матрица со вставленным в нее выталкивателем. Выталкиватель опирается на закаленную прокладку 2. Пуансон проходит через отверстие в верхнем фланце 4.

Графики изменения силы по ходу выдавливания ступенчатым пуансоном имеет вид, представленный на рис. 4.

Р,кН

о л ц- б а ю ш

Рис. 4. Влияние скорости деформирования на величину деформирующей заготовку силы

На этих графиках показано влияние скорости деформирования на величину деформирующей силы при выдавливании заготовок из сплава

Д1.

Опробованные скорости отличаются между собой в пределах 10 раз. Выдавливание проведено пуансоном с диаметром участка до ступени 10 мм, длиной этого участка 10 мм и диаметром ступени 16 мм в матрице с цилиндрической рабочей поверхностью 020. Сравнение сил при скоростях деформирования 5 мм/мин и 50 мм/мин показывает, что расхождение в пределах 15%, т.е. изменение на порядок скорости деформирования оказывает существенно меньшее влияние на величину деформирующей силы. Во всех описанных ниже экспериментах скорость деформирования равнялась 10 мм/мин.

На участке а-Ь-с графиков на рис. 4 происходит внедрение пуансона до ступени. Участок а-Ь соответствует осадке заготовки до заполнения металлом свободного пространства в матрице и начальной стадии внедрения пуансона в заготовку.

В точке Ь начинается стадия выдавливания торцовым участком пуансона, которая продолжается до точки с. Начиная с точки с, происходит внедрение ступени. Сила в начале возрастает резко - участок с-й, а далее это возрастание происходит более плавно, но непрерывно до конца деформирования заготовки (участок й-е). Возрастание деформирующей силы на участках Ь-с и й-е объясняется увеличением силы трения в результате увеличения площади контакта деформируемого металла с инструментом,

292

упрочнением заготовки, а также влиянием упругого прогиба стенки полости матрицы, рассмотренного ниже. Следует подчеркнуть, что сконструировать ступенчатый пуансон с калибрующим пояском у торца его участка до ступени нельзя. Это позволило бы снизить трение и, как следствие, угол наклона графика (рис. 4) на участке Ь-с. Однако, в связи с тем, что вытекающий из-под торца пуансона деформируемый металл на участке ниже ступени пуансона встречает сопротивление со стороны ступени, он заполняет зазор выше калибрующего пояска, расположенного у торца пуансона. В результате становится невозможным снятие детали с пуансона. Поэтому пуансон конструируют, как показано на рис. 5 [14].

Авторами статьи, наряду с натуральными, имеющими размерность в мм и обозначенными в статье буквой с чертой сверху (см. рис. 5), использованы относительные размеры ступенчатых пуансонов: относительный радиус матрицы Я = Я / г0 и относительный радиус ступени пуансона

г1 = гх/ г0, а также относительная длина I = I / г0 участка пуансона до ступени.

Давление на поверхность полости матрицы при выдавливании детали типа стакана не является равномерно распределенным по ее высоте. Наибольшая величина давления имеет место напротив очага пластической деформации в заготовке.

2К

Рис. 5. Схема операции выдавливания заготовки ступенчатым пуансоном

и обозначения размеров

Как показали исследования [15-17], в результате значительного отличия распределения давления на стенку матрицы от равномерного, наблюдается ее сложный прогиб в процессе выдавливания (рис. 6), и повышается сила деформирования. Сила выдавливания растет до тех пор, пока высота стенки штампуемого стакана И1 не станет в 2 раза больше своей толщины.

Величина упругого прогиба матрицы связана как с размерами матрицы, так и с величиной напряжения текучести деформируемого материала: чем выше это напряжение, тем больше прогиб матрицы и, соответственно, угол обратной конусности у1.

Влияние прогиба матрицы на силу ХОШ можно компенсировать, предусмотрев некоторую конусность полости матрицы с расширением в сторону течения деформируемого металла. Для компенсации обратного конуса, обусловленного упругим прогибом матрицы, компенсирующую конусность полости матрицы определяют по формуле:

„ = цо ,я(1+2тя)[(1 -у) я2 + (1+у) ^,21

ёТ' Е (Я2 - Я2)(Я2 -1) ' (1)

где Е - модуль упругости, а у - коэффициент Пуассона материала матрицы. Для стали Е=2105 МПа, у=0,3.

Рис. 6. Прогиб стенки полости матрицы при выдавливании стакана

С целью оценки уменьшения влияния трения и прогиба полости матрицы проведен эксперимент по закрытой прошивке цилиндрической заготовки в матрице с конической рабочей поверхностью, расширяющейся в сторону течения металла, рис. 7. Угол конусности матрицы а = 20.

В штампе для направления цилиндрической части пуансона 3 внутри конической полости матрицы 1 предусмотрена направляющая втулка 2, плотно входящая в цилиндрическое расширение полости матрицы.

В начале выдавливания заготовка осаживается, и ее внешняя поверхность принимает форму полости матрицы. Затем выдавливаемая заго-

4 _____

товка 4 меняет свой внешний диаметр, который она получила при прохождении через очаг пластической деформации под торцом ступени пуансона. При этом, из-за увеличения высоты стенки конусность внешней поверхности изделия становится меньше, чем конусность полости матрицы. Поэтому в верхней своей части выдавливаемая заготовка образует показанный на рис. 6 зазор по отношению к расширяющейся конической полости матрицы. После окончания выдавливания матрицу кантуют на 1800, устанавливают ее на столе пресса на подкладное кольцо, имеющее достаточную высоту, и изделие выталкивают вниз, нажимая прессом на выталкиватель 5. При этом выталкиватель удаляет из матрицы как пуансон с находящейся на нем деталью, так и направляющую втулку 2.

При сравнении величин деформирующих заготовки сил в закрепленной матрице, в плавающей матрице и в конической матрице проведено выдавливание заготовок из сплава Д1 пуансонами, размеры которых приведены в табл. 1.

ФЩб

Рис. 7. Конструкция экспериментального штампа при конической

рабочей поверхности матрицы

Выдавливание в конической матрице проведено пуансонами с размерами, приведенными в табл. 2.

Все пуансоны имели переход под ступенью в виде острого внутреннего угла. Матрица с цилиндрической полостью имела диаметр 20 мм, с конической полостью - диаметр меньшего поперечного сечения конуса 18 мм. Длины участков до ступени у всех пуансонов при выдавливании в цилиндрической матрице 10 мм, в конической матрице 7 мм.

Таблица 1

Размеры ступенчатых пуансонов (отмечены *) при выдавливании

в цилиндрической матрице

г), мм 7 10 13,5 16 18

2 Г , мм

7 *

10 * *

13,5 * * *

16 * * * *

18 * * * * *

Таблица 2

Размеры ступенчатых пуансонов (отмечены *) при выдавливании

в конической матрице

—

2 г0, мм 6 8 10 14

2 Г , мм

6 *

10 * * *

14 * * *

16 * * *

Для оценки влияния длины участка пуансона до ступени на величину деформирующей силы проведено сравнение сил при выдавливании пуансонами с одинаковыми радиальными размерами, но с различной длиной участка пуансона до ступени. В матрице с цилиндрической рабочей поверхностью 020 мм выполнено выдавливание заготовок пуансонами с радиусами Я = 2; г1 = 1,35 и Я = 2,85; г1 = 2,3. Исследованные длины участка до ступени приведены в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Матрица с цилиндрической рабочей поверхностью

я П е К ъ е

■/,25 1,1 1,2 1,35

1,з 1,15 г 1,6 2

1,5 <2 1,5 1,8

1,35 1£5

1,3 V & 1,45 2

1,6 1,* г

1,25 0,5 2,8

1 1,9

1,5 0,5 1,6

1,8 1А 1,5 г,85 1,8

1,6 г,з 2

1,95 1,35 1 2,2

0,8 2,8

1 2,6 2,8

2 1,35 1,2 3 1,65 1,3

1Л 2,3

1,4 3,3 0,9

Исследование проведено на заготовках из алюминиевого сплава Д1. С целью расширения применимости результатов исследования на штамповку деталей со ступенчатыми полостями из других марок алюминиевых сплавов, ниже измеренные удельные деформирующие силы переведены в относительные величины: д/а8. Значения а^ определены по кривой упрочнения материала, приведенной в работе [5]. Чтобы воспользоваться этой кривой, необходимо знать величину степени деформации заготовки. Величина степени деформации е при точном аналитическом решении задачи по выдавливанию ступенчатым пуансоном определяется по методике, приведенной в работе [5].

Приближенная оценка величины степени деформации при выдавливании стаканов как гладким, так и ступенчатым пуансоном, проведена по следующей формуле:

е = [Рзаг - С^заг - ^Шл)] / ^заг = ^ / В2 , (2)

где Гзаг - площадь поперечного сечения заготовки, Гпол - площадь поперечного сечения выдавленной полости стакана, В - внешний диаметр стакана, равный диаметру заготовки, й - внутренний диаметр стакана.

Таблица 4

Матрица с конической рабочей поверхностью

Результаты экспериментов, их обсуждение и выводы. Величины сил выдавливания пуансонами с указанными в табл. 1 и 2 размерами и результаты их сопоставления зафиксированы в табл. 5, 6.

В табл. 5 обозначено: qзп - удельная сила вдавливания заготовок в цилиндрической закрепленной матрице, qпл - в цилиндрической плавающей матрице; qк - в конической матрице; А - относительное снижение удельной силы выдавливания в плавающей матрице по сравнению с за-

и тч и

крепленной; В - относительное снижение удельной силы выдавливания в конической матрице по сравнению с закрепленной. Величины А и В рассчитаны по формулам:

А[%] = ^ - qпл) 100 / qзп; В[%] = ^зп - qK) 100 / qзп.

Таблица 5

Силы закрытой прошивки заготовок в цилиндрической закрепленной, в плавающей и конической матрицах

Матрица Пуансон: 2 Г или 2 Г0/ 2 Г1, мм Цилиндрическая закрепленная Цилиндрическая плавающая Коническая

Рзщ кН qзп, МПа кН qпл, МПа Рк, кН qк, МПа

7 39 1000 36 935 37 960

10 78 1000 76 950 78 1000

13,5 155 1080 140 980 150 1050

16 - - 230 1150 200 1000

18 360 1420 330 1300 305 1200

7/10 110 1400 105 1350 90 1150

7/13,5 180 1250 165 1150 150 1050

7/16 255 1275 230 1150 220 1100

7/18 370 1450 330 1300 320 1250

10/13,5 210 1470 195 1365 170 1200

10/16 300 1500 260 1300 240 1200

Окончание таблицы 5

^^ Матрица 2 Г или 2 V 2 Г1 , мм Цилиндрическая закрепленная Цилиндрическая плавающая Коническая

Рзп, кН <?зп, МПа Рпл, кН Рзп, кН <?зп, МПа Рпл, кН

10/18 450 1770 415 1635 345 1350

13,5/16 360 1800 330 1650 270 1350

13,5/18 - - 470 1850 370 1450

16/18 - - - - 400 1580

Таблица 6

Относительные снижения удельных сил закрытой прошивки при применении плавающей (А) и конической (В) матриц, в %

Пуансон 7 10 13,5 18 7/10 7/13,5

А 6,5 5 9,2 8,5 3,5 8

В 4 0 2,8 15,5 18 16

Пуансон 7/16 7/18 10/13,5 10/16 10/18 13,5/16

А 9,8 10,4 7,2 13,3 7,6 8,3

В 13,7 13,8 18,3 20 23,7 25

Из табл. 6 следует, что выдавливание в плавающей матрице позволяет получить снижение деформирующей силы на величину до 13% по сравнению с выдавливанием в закрепленной матрице. Снижение силы для ступенчатого пуансона больше, чем для гладкого.

Некоторый разброс данных по снижению деформирующей силы при выдавливании в плавающей матрице отчасти объясняется несовершенством устройства (см. рис. 3) для закрепления матрицы. Подъем матрицы при отсутствии ее закрепления незначителен (не более 2 мм). Поэтому в устройстве для закрепления матрицы неравномерность затяжки гаек уменьшает различие при сопоставлении прошивки в закрепленной и плавающей матрицах.

Отметим также, что рассмотренное влияние упругого прогиба стенки полости матрицы, как фактора, увеличивающего силу выдавливания заготовки, также является только оценочным. Расширяющаяся конусность полости матрицы этот прогиб компенсирует и позволяет достичь указанного здесь снижения деформирующей заготовку силы. Однако, если увеличить внешний диаметр (габарит) матрицы с цилиндрической полостью (см. рис. 6), прогиб стенки ее полости под давлением, имеющем наибольшую величину напротив очага пластической деформации заготовки (при ступенчатом пуансоне - двух очагов пластической деформации), станет меньше. В результате уменьшится эффект снижения деформирующей силы вследствие применения матрицы с расширяющейся конической полостью.

Сопоставление графиков сила - ход пуансона при выдавливании в цилиндрической и конической матрицах для пуансона с размерами Я = 1,5; г1 = 1,2; I = 0,75 приведено на рис. 8.

Графики отличаются между собой формой в начале деформирования заготовок и наклоном кривых на стадиях их деформирования. Различие на начальном участке объясняется осадкой исходной цилиндрической

298

заготовки при ее деформировании в конической матрице. Заготовка на стадии внедрения участка пуансона до ступени принимает коническую форму, соответствующую форме полости матрицы. На стадиях внедрения пуансона в заготовку при конической поверхности полости матрицы увеличение деформирующей заготовку силы незначительно.

Установленные в результате проведенных экспериментов величины относительных удельных деформирующих сил при выдавливании в плавающей матрице и в матрице с конической рабочей поверхностью приведены на рис. 9.

Рис. 8. Сопоставление графиков сила - ход пуансона при выдавливании в цилиндрической и конической матрицах

Рис. 9. Величины относительных удельных сил при выдавливании: слева - в плавающей матрице, справа - в матрице с конической рабочей

поверхностью, а = 20

На рис. 9, видно, что для ступенчатых пуансонов, у которых диаметр участка до ступени значительно меньше диаметра участка ступени (например, пуансон г0 = 3,5 мм; тх = 9 мм), сила закрытой прошивки лишь немного превышает силу для пуансона без торцевого участка и ступени, имеющего радиус калибрующего пояска 9 мм.

В рассматриваемой прошивке ступенчатым пуансоном составляющая от силы, действующей на торец пуансона, оказывает малое влияние на

величину общей деформирующей заготовку силы Р. Общая величина

_2

удельной силы закрытой прошивки рассчитывается как Р / (п Г ). В этой

общей величине составляющая от силы на торце пуансона Р0 / (п Г ) значительно меньше фактической удельной силы, действующей на торец пуансона, равной Р0 / (п г02).

В то же время, концентрация напряжений в ступенчатом пуансоне при указанном в данном примере перепаде диаметров его рабочей части большая. Поэтому при общей величине силы закрытой прошивки заготовки ступенчатым пуансоном, близкой к величине силы для гладкого пуансона, сопротивление ступенчатого пуансона усталости значительно меньше [7, 10], чем у гладкого.

При проектировании матрицы с конической рабочей поверхностью угол конусности следует принимать наибольшим в рамках возможностей, предоставляемых допуском на наружный размер изделия. Надо учитывать, что конусности изготавливаемой детали и поверхности матрицы совпадают между собой только на уровне участка пуансона до ступени (рис. 7). Выше торца ступени изготавливаемая деталь имеет меньшую конусность, поскольку выдавливанию подвергается заготовка, которая вследствие осадки при внедрении торцевого участка пуансона уже получила коническую форму. При формировании стенки детали выше ступени конусность, образовавшиеся вследствие предшествующей осадки заготовки, уменьшается в связи с увеличением высоты стенки заготовки (см. рис. 7).

В результате разность наибольшего и наименьшего наружных диаметров изготавливаемой детали (величина допуска) равна разности наибольшего и наименьшего диаметров заготовки в промежуточный момент деформирования, когда заканчивается внедрение участка пуансона до ступени. Эта разность определяется углом конусности матрицы, высотой исходной заготовки и длиной участка пуансона о ступени. В каждом конкретном случае она может быть подсчитана. И, наоборот, в зависимости от допуска на наружный диаметр изготавливаемой детали может быть определен допускаемый угол конусности матрицы.

Выделим технологический процесс, в котором деталь, изготовленная обратным выдавливанием, подвергается последующей штамповке вытяжкой с утонением стенки. В этом процессе на этапе выдавливания детали можно предусмотреть увеличенную конусность рабочей поверхности матрицы. Эта конусность будет устранена при последующей вытяжке.

300

В результате проведенного исследования зависимости величины силы выдавливания заготовок от длины участка пуансона до ступени с использованием заготовок из алюминиевого сплава Д1 получены графики, приведенные на рис. 10 и 11.

Каждый график состоит из двух участков равномерного изменения деформирующей силы, между которыми имеет место участок более резкого ее изменения. Анализ графиков совместно с макроструктурами изготовленных деталей [14] показал, что резкое изменение величины силы соответствует изменению характера течения металла. Характер течения меняется при такой длине пуансона до ступени, когда происходит слияние раздельных очагов пластической деформации под торцами пуансона и ступени в один общий очаг.

Изменение величины деформирующей силы на участках графиков левее критической длины связано с уменьшением объема общего очага пластической деформации.

-1 П ~5м 1 М 1 5мм 1 а ме 4* 1 1 •йен 57,« 1 1 ие а щ | ... си 1 Л 61., 1 1 « -

г"

Л- 3.5 > 1М /изн& цент ? Г1 т »—

г< = 8мм о,в5%иа 0,14

м ГСМ/ раб та оче> ; с цц. и пове 1 (мав лит ■р плат ост (а я, /ее* ЬЮ 1 ) :ои ЧЧО }мм

0 1 г 3 Ч 5* б ? 8 3 В,ММ

Рис. 10. Изменение величины удельной силы выдавливания заготовки в цилиндрической плавающей матрице в зависимости от длины

участка пуансона до ступени

Таким образом, применение матрицы с расширяющейся полостью позволяет обеспечить большее снижение удельной силы выдавливания заготовки по сравнению с плавающей и, тем более, закрепленной матрицами, имеющими цилиндрические полости. При этом, матрица с расширяющейся полостью не требует усложнения конструкции штампа, в отличие от описанного работе [18] штампа с плавающей матрицей.

При выдавливании ступенчатым пуансоном с большой длиной участка до ступени, когда в заготовке имеют место разделенные жесткой зоной очаги пластической деформации (см. рис. 10, 11) под торцом пуансона и торцом ступени, удельную деформирующую заготовку силу рекомендуется определять по правому участку графиков, приведенных выше на рис. 10, 11, или по полученным теоретическим путем графикам из работ [10, 11].

Рис. 11. Изменение величины удельной силы выдавливания заготовки в конической матрице в зависимости от длины участка пуансона

до ступени

При выдавливании ступенчатым пуансоном с меньшей длиной участка до ступени, когда в заготовке имеет место один очаг пластической деформации [14], удельную деформирующую заготовку силу надо определять по левому участку графиков, приведенных выше на рис. 10, 11. Интенсивность изменения удельных сил при увеличении длины пуансона указана для каждого из графиков на рис. 10, 11 или по полученным теоретическим путем графикам из работ [8,9]. В то же время, максимальное напряжение в галтели под ступенью пуансона, необходимое для оценки сопротивления пуансона усталости, как при большей, так и при меньшей длинах участка пуансона до ступении следует определять по методике, приведенной в работах [10, 11].

Список литературы

1. Григорьев С.Н., Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Механические характеристики конструкционных углеродистых сталей при холодной объемной штамповке и их описание аппроксимирующими зависимостями // Справочник. Инженерный журнал. № 11. 2012. С. 23-26.

2. Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Расширение области применения холодной объемной штамповки созданием активных сил контактного трения // Трение и износ. 2013. №3. С. 306-314.

3. Дмитриев А.М., Демин В.А. Современные конкурентоспособные технологии, оборудование и оснастка при производстве заготовок давлением // Справочник. Инженерный журнал. 2011. №5. С. 34-38.

4. Dmitriev A.M., Korobova N.V. Expanding of Application of Cold Die Forging by Inducing Active Contact Friction Forces // Journal of Friction and Wear, 2013. Vol. 34. P. 232-237.

5. Ковка и штамповка: справочник. Холодная объемная штамповка деталей из компактных и порошковых материалов / Под ред. А.М. Дмитриева / Е.Г. Белков, Г.В. Бунатян, А.Л.Воронцов и др. 2-ое изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 2010. Т. 3. 352 с.

6. Наукоемкие технологии в машиностроении / А.Г. Суслов, Б.М. Базров, В.Ф. Безъязычный и др.; под ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2012. 528 с.

7. Дмитриев А.М., Коробова Н.В., Толмачев Н.С. Экспериментальная проверка результатов компьютерного моделирования напряжений на элементе деформирующего инструмента // Вестник МГТУ «СТАНКИН». 2014. № 2 (29). С. 44-49.

8. Дмитриев А.М., Коробова Н.В., Якубовская И.А. Повышение стойкости пуансонов при холодном выдавливании детали типа стакана при активном действии сил трения // Вестник машиностроения, 2015, № 9. С. 24-29.

9. Dmitriev A.M., Korobova N.V., Yakubovskaya I.A. Increasing Punch Life in Cold Cup Extrusion with Active Friction // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35. No. 12. P. 896-901.

10. Дмитриев А.М., Гречников Ф.В., Коробова Н.В. Повышение стойкости ступенчатых пуансонов при холодном выдавливании стаканов // Вестник машиностроения, 2017, № 2. С. 73-81.

11. Dmitriev A.M., Grechnikov F.V., Korobova N.V. Extending the Life of Steeped Punches in the Cold Extrusion of Bushes // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37. No. 5. P. 411-419. DOI: 10.3103/ S1068798X1 7050094.

12. Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Определение силы выдавливания заготовок ступенчатым пуансоном // Вестник машиностроения, 2017, №10. С. 59-65.

13. Dmitriev A.M., Korobova N.V. Determining the Force Exerted by a Stepped Punch // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38. No. 1. P. 22-28. DOI: 10.3103/S1068798X18010100.

14. Дмитриев А.М., Коробова Н.В., Горбаченко М.А. Оптимизация формы пуансонов для холодного выдавливания ступенчатых полостей стаканов из малопластичных алюминиевых сплавов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2017. Вып. 11. Ч. 1. С. 7-20.

15. Дмитриев А.М., Воронцов А.Л. Определение с учетом упругой деформации матрицы технологических параметров штамповки выдавливанием // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2002. № 2. С. 76-93.

16. Дмитриев А.М., Воронцов А.Л. Влияние упругой деформации матрицы на процесс выдавливания полых цилиндрических изделий // Справочник. Инженерный журнал. 2002. № 5. С. 6-11.

17. Дмитриев А.М., Воронцов А.Л. Физические закономерности и определение силовых параметров выдавливания полых цилиндрических изделий // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2004. № 6. С. 3-8.

18. Дмитриев А.М., Коробова Н.В. Конструирование штампов для холодного выдавливания стаканов при создании активно направленных напряжений контактного трения заготовки по матрице // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 5. С. 85-96.

Дмитриев Александр Михайлович, д-р техн. наук, профессор, чл.-корр. РАН, countess. olga@gmail.com, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «Станкин»,

Коробова Наталья Васильевна, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, mt-6@yandex.ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «Станкин»

REDUCING THE COLD FORMING FORCE BY EXPLOITING DETAILS OF A TYPE

OF GLASSES WITH STEEPED CA VES

A.M. Dmitriev, N. V. Korobova

The article investigates the dependence of the magnitude of the deforming workpiece force on the design and shape of the cavity of the die matrix. The results of experimental studies of the difference in the extrusion force of workpieces with smooth and step punches in mo-tionlessly fixed and in the so-called floating matrix freed from fastening are presented. The dependence of the magnitude of the specific force on the stepped punch on the length of the plot of the punch to the stage is established.

Key words: cold stamping, extrusion, glasses with stepped cavities

Dmitriev Alexander Mikhailovich, doctor of technical sciences, professor, corresponding member of RAS, countess. olga@gmail. com, Russia, Moscow, Moscow State Technological University «Stankin»,

Korobova Natalia Vasilievna, doctor of technical sciences, professor, head of department, mt-6@yandex. ru, Russia, Moscow, Moscow State Technological University «Stankin»